《電機(jī)DSP控制技術(shù)》教學(xué)大綱

《電機(jī)DSP控制技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220427英文名稱：DSPTechnologyofMotorControl 學(xué)分：2.0學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)36學(xué)時(shí)，其中理論28學(xué)時(shí)，實(shí)踐8學(xué)時(shí)先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程類別：專業(yè)拓展課程授課對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生（電機(jī)系統(tǒng)及其控制方向）的專業(yè)方向課，課程內(nèi)容主要涉DSP電機(jī)控制基本知識(shí)、基本理論及技術(shù)方法。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握DSP電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生一定的動(dòng)手能力，為從事專業(yè)技術(shù)工作做好基本培養(yǎng)和鍛煉。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的設(shè)計(jì)中，考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。課程目標(biāo)2：能夠針對(duì)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)的特征，制定電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)方案；課程目標(biāo)3：知曉和理解環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵，關(guān)注電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的方針政策和法律法規(guī)；二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重3.4能在電氣工程相關(guān)的設(shè)計(jì)中，考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。課程目標(biāo)1H4.2能夠根據(jù)具體的檢測(cè)、控制對(duì)象及其特征，制定研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；課程目標(biāo)2M7.1知曉和理解環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵，關(guān)注電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的方針政策和法律法規(guī)；課程目標(biāo)3L（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1．理論教學(xué)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1控制電機(jī)基礎(chǔ)理論及分類概述課程概述；介紹電機(jī)控制相關(guān)的基礎(chǔ)理論，電機(jī)分類及應(yīng)用選型，電機(jī)旋轉(zhuǎn)核心思想?；疽螅毫私怆姍C(jī)分類、特征及應(yīng)用，理解電機(jī)旋轉(zhuǎn)本質(zhì)。重點(diǎn)難點(diǎn)：控制電機(jī)種類、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用。德育要求：社會(huì)責(zé)任。2集中講授、討論1,2,32DSP編程技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)DSP技術(shù)進(jìn)行概述，介紹2000系列DSP的基礎(chǔ)知識(shí)，包括芯片的結(jié)構(gòu)及性能、存儲(chǔ)系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)，及用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的DSP關(guān)鍵片上外設(shè)（如事件管理器、A/D轉(zhuǎn)換器）?；疽螅毫私釪SP的種類和及特點(diǎn)；掌握與電機(jī)驅(qū)動(dòng)有關(guān)的2000系列DSP基礎(chǔ)理論與技術(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)：：DSP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)。德育要求：社會(huì)責(zé)任。10集中講授、討論1,2,33電機(jī)控制編程技術(shù)基礎(chǔ)介紹定點(diǎn)DSP的數(shù)據(jù)Q格式，帶有死區(qū)的PWM波形，數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)現(xiàn)方法，數(shù)字測(cè)試方法，六拍換向控制技術(shù)、電壓PWM（SVPWM）控制技術(shù)，以及矢量變換控制技術(shù)?；疽螅赫莆斩c(diǎn)DSP的Q格式；理解帶死區(qū)的PWM波形；掌握PI調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)現(xiàn)原理，SVPWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理和矢量變換控制技術(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)字測(cè)速，PID調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)現(xiàn)方法，SVPWM控制技術(shù)。德育要求：創(chuàng)新意識(shí)。8集中講授、討論1,2,34控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)介紹電源模塊、功率電路和DSP控制電路的設(shè)計(jì)?；疽螅毫私庀到y(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)，熟悉功率電路設(shè)計(jì)，控制電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)掌握電流采樣電路，電壓檢測(cè)電路；重點(diǎn)難點(diǎn)：控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；功率電路設(shè)計(jì)，控制電路設(shè)計(jì)。德育要求：愛(ài)崗敬業(yè)。2集中講授、討論1,2,35直流電機(jī)的DSP驅(qū)動(dòng)控制介紹直流電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理，直流電機(jī)的DSP控制技術(shù)?；疽螅赫莆罩绷麟姍C(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理、DSP控制技術(shù)、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、控制程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)：直流電機(jī)的DSP控制。德育要求：創(chuàng)新意識(shí)。2集中講授、討論1,2,36步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的DSP驅(qū)動(dòng)控制介紹步進(jìn)電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理，步進(jìn)電機(jī)的DSP控制技術(shù)?；疽螅赫莆詹竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理、DSP控制、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、控制程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的DSP控制。德育要求：創(chuàng)新意識(shí)。2集中講授、討論1,2,37無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的DSP驅(qū)動(dòng)控制介紹無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，無(wú)刷直流電機(jī)的DSP控制，無(wú)刷直流電機(jī)相序測(cè)定方法，無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)霍爾傳感器控制方法與實(shí)現(xiàn)?；疽螅赫莆諢o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理、DSP控制、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、控制程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)：無(wú)刷直流電機(jī)的DSP控制技術(shù)。德育要求：創(chuàng)新意識(shí)。2集中講授、討論1,2,3合計(jì)282．實(shí)驗(yàn)教學(xué)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)驗(yàn)熟悉CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境，熟練進(jìn)行工程新建、編譯、鏈接、調(diào)試。理解新建工程各類型文件。要求：必修2驗(yàn)證1,22直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)熟悉開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟硬件資源；實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制；允許用戶改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，并LCD顯示當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。要求：必修2驗(yàn)證1,2,33步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，提供友好人機(jī)交互接口，允許用戶輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵參數(shù)，LCD顯示電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)。要求：必修2驗(yàn)證1,2,34直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證DSP驅(qū)動(dòng)控制直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，捕獲并分析霍爾傳感器狀態(tài)，通過(guò)電壓輸入改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。要求：必修2驗(yàn)證1,2,3合計(jì)8注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法（1）理論教學(xué)以集中授課的形式為主，討論為輔；（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)所涉及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)以小組合作形式開(kāi)展。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考核、學(xué)習(xí)報(bào)告、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和期末考試組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績(jī)占50%，平時(shí)作業(yè)成績(jī)占15%，實(shí)驗(yàn)考核15%，項(xiàng)目設(shè)計(jì)占20%。備注：期末總成績(jī)不能低于50分；低于50分者，其總評(píng)成績(jī)?yōu)椴患案瘛?.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)15152實(shí)驗(yàn)考核15154項(xiàng)目設(shè)計(jì)1010205期末考試401050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值553510100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)作業(yè)根據(jù)作業(yè)題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。2.實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分實(shí)驗(yàn)考核完成電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并體現(xiàn)出較優(yōu)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中踐行工程師規(guī)范和社會(huì)責(zé)任。完成電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，具有一定的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中踐行工程師規(guī)范和社會(huì)責(zé)任。完成電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能力較弱，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基本踐行工程師規(guī)范和社會(huì)責(zé)任。無(wú)法根據(jù)要求完成部分實(shí)驗(yàn)任務(wù)，不具備系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，工程師規(guī)范和社會(huì)責(zé)任意識(shí)較差。3.項(xiàng)目設(shè)計(jì)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分項(xiàng)目設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案合理，研究方法和技術(shù)線路正確，能從安全、健康、實(shí)用等角度選擇正確元件和控制策略。實(shí)踐過(guò)程踐行電氣工程師的職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任和工程規(guī)范。系統(tǒng)功能指標(biāo)達(dá)到任務(wù)要求，系統(tǒng)性能較好。設(shè)計(jì)方案較合理，研究方法和技術(shù)線路較正確，能從安全、健康、實(shí)用等角度選擇較正確元件和控制策略。實(shí)踐過(guò)程踐行電氣工程師的職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任和工程規(guī)范。系統(tǒng)功能指標(biāo)達(dá)到任務(wù)要求80%以上，系統(tǒng)性能較好。設(shè)計(jì)方案基本合理，研究方法和技術(shù)線路基本正確，能從安全、健康、實(shí)用等角度選擇基本正確的元件和控制策略。實(shí)踐過(guò)程未能完全踐行電氣工程師的職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任和工程規(guī)范。系統(tǒng)功能指標(biāo)基本達(dá)到任務(wù)要求。設(shè)計(jì)方案不合理，研究方法和技術(shù)線路較多不正確，未能從安全、健康、實(shí)用等角度選擇正確元件和控制策略。實(shí)踐過(guò)程未能踐行電氣工程師的職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任和工程規(guī)范。系統(tǒng)功能指標(biāo)未達(dá)到任務(wù)要求。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分